Анализ структурной надежности сетей связи с механизмами защитного переключения для одного защищаемого и одного резервного участков

Цели. Известно, что соглашение об уровне обслуживания является важным инструментом выстраивания разумных отношений между абонентами и операторами телекоммуникационных сетей, в т.ч. в части качества предоставляемых услуг, одной из составляющих которого является надежность, оцениваемая коэффициентом готовности. Наиболее подходящей моделью для оценки надежности предоставляемой услуги оказывается случайная графовая модель, строящаяся на основе контура обслуживания – совокупности технических средств, участвующих в оказании данной услуги. В данной постановке оценка надежности услуги отталкивается от надежности составляющих телекоммуникационную сеть (граф) элементов – узлов (вершин) и линий связи (ребер). При этом коэффициенты готовности узлов и линий определяются конструктивными особенностями среды распространения и организующих их технических средств. Целью работы является разработка подхода к анализу надежности телекоммуникационных сетей, поддерживающих механизмы защитного переключения для одного защищаемого и одного резервного участков, позволяющего на основе компьютерного моделирования проводить сравнение подобных механизмов.
Методы. Использованы методы теории случайных графов, матриц, вероятностей и компьютерного моделирования.
Результаты. Предложено разбивать на три группы элементы маршрута (как основные, так и резервирующие): первая группа указывает на постоянные неизменяемые части путей, вторая – идентифицирует резервируемые участки, а третья группа указывает на резервирующие участки. При этом каждый из резервируемых и резервирующих участков формируется на основе заданных предпочтений и обычно направлен на увеличение результирующей надежности, хотя возможно использование и других правил. Для схем защитного переключения для одного защищаемого и одного резервного участков показан вариант формирования маршрутов, используемых для дальнейших расчетов показателя надежности путем компьютерного моделирования.

Выводы. На примере магистральной сети путем компьютерного моделирования показано, что использование механизмов защитного переключения для случая одного требуемого маршрута передачи демонстрирует существенный рост надежности, за исключением применения защитного переключения на участках, что связано, прежде всего, с особенностями топологии рассматриваемой сети. 

1. Нетес В.А. Соглашение об уровне обслуживания и надежность. Надежность. 2017;17(4):27–30. http://doi.org/10.21683/1729-2646-2017-17-4-27-30

2. Батенков К.А., Батенков А.А. Анализ и синтез структур сетей связи по детерминированным показателям устойчивости. Труды СПИИРАН. 2018;3(58):128–159. https://doi.org/10.15622/sp.58.6

3. Батенков А.А., Батенков К.А., Фокин А.Б. Вероятность связности телекоммуникационной сети на основе приведения нескольких событий несвязности к объединению независимых событий. Информационно-управляющие системы. 2021;6(115):53–63. https://doi.org/10.31799/1684-8853-2021-6-53-63

4. Нетес В.А. Виртуализация, облачные услуги и надежность. Вестник связи. 2016;8:7–9.

5. Батенков К.А. Точные и граничные оценки вероятностей связности сетей связи на основе метода полного перебора типовых состояний. Труды СПИИРАН. 2019;18(5):1093–1118. https://doi.org/10.15622/sp.2019.18.5.1093-1118

6. Анфёров М.А. Алгоритм поиска подкритических путей на сетевых графиках. Russ. Technol. J. 2023;11(1):60–69. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2023-11-1-60-69

7. Батенков А.А., Батенков К.А., Фокин А.Б. Формирование сечений телекоммуникационных сетей для анализа их устойчивости с различными мерами связности. Информатика и автоматизация. 2021;20(2):371–406. https://doi.org/10.15622/ia.2021.20.2.5

8. Wosinska L., Chen J., Larsen C.P. Fiber Access Networks: Reliability Analysis and Swedish Broadband Market. IEICE Trans. Commun. 2009;E92–B(10):3006–3014. https://doi.org/10.1587/transcom.E92.B.3006

9. Vasseur J.-P., Pickavet M., Demeester P. Network Recovery. Protection and Restoration of Optical, SONET-SDH, IP, and MPLS. San Francisco, CA: Elsevier; 2004. 542 p.

10. Lashgari M., Tonini F., Capacchione M., Woosinka L., Rigamonti G., Monti P. Techno-economics of Fiber vs. Microwave for Mobile Nransport Network Deployments. J. Opt. Comm. and Netw. 2023;15(7):C74–C87. https://doi.org/10.1364/JOCN.482865

11. Yusuf M.N., Bakar K.b.A., Isyaku B., Saheed A.L. Review of Path Selection Algorithms with Link Quality and Critical Switch Aware for Heterogeneous Traffic in SDN. Int. J. Electr. Computer Eng. Syst. 2023;14(3):345–370. https://doi.org/10.32985/ijeces.14.3.12

12. Isyaku B., Bakar K.B.A., Nagmeldin W., Abdelmaboud A., Saeed F., Ghaleb F.A. Reliable Failure Restoration with Bayesian Congestion Aware for Software Defined Networks. CSSE. 2023;46(3):3729–3748. https://doi.org/10.32604/csse.2023.034509

13. Bosisio A., Berizzi A., Lupis D., Morotti A., Iannarelli G., Greco B. A Tabu-search-based Algorithm for Distribution Network Restoration to Improve Reliability and Resiliency. J. Modern Power Systems and Clean Energy. 2023;11(1):302–311. https://doi.org/10.35833/MPCE.2022.000150

14. Сергеева Т.П., Тетёкин Н.Н. Методы повышения надежности в сетях SDN. T-Comm. 2014;6:53–55.

15. Батенков А.А., Батенков К.А., Фокин А.Б. Анализ вероятности связности телекоммуникационной сети на основе инверсий ее состояний. Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. 2022;59:91–98. https://doi.org/10.17223/19988605/59/10